DE2659029A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING SANDPAPER OR SANDING CLOTH AND SUITABLE BINDERS - Google Patents
PROCESS FOR MANUFACTURING SANDPAPER OR SANDING CLOTH AND SUITABLE BINDERSInfo
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Description
betreffendconcerning
"Verfahren zur Herstellung von Schleifpapier oder Schleifleinen und hierfür geeignetes Bindemittel ""Process for the production of sandpaper or abrasive cloth and a suitable binder"
Die Erfindung betrifft ein Bindemittel für die Herstellung von Schleifpapieren oder Schleifleinen, um das Schleifkorn an der Unterlage zu fixieren (US-PS 2 058 593). Im allgemeinen werden dazu Leim oder wärmehärtende Harze wie Phenolformaldehydharze angewandt. Diese Stoffe dienen im allgemeinen nicht nur für die Haftschicht, sondern auch für die zweite Bindeschicht. Im allgemeinen werden Phenolharze angewandt, die in der 1. Binde- oder Haftschicht gegebenenfalls auch Calciumcarbonatpulver als Füllstoff enthalten. Harnstoff-Formaldehydharze sind billiger als Phenolharze und wurden für die zweite Bindeschicht zur Verringerung des Einstandspreises angewandt. Da man für Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensate einen sauren Katalysator benötigt, so kann man dann kaum Calciumcarbonat als Füllstoff anwenden.The invention relates to a binder for the production of sandpaper or abrasive cloth to the abrasive grain to be fixed to the base (US Pat. No. 2,058,593). In general, glue or thermosetting resins such as phenol-formaldehyde resins are used for this purpose applied. These substances are generally used not only for the adhesive layer, but also for the second tie layer. In general, phenolic resins are used, which may be used in the 1st binding or adhesive layer also contain calcium carbonate powder as a filler. Urea-formaldehyde resins are cheaper than phenolic resins and were used for the second tie layer to reduce the cost price. Since one for urea-formaldehyde precondensates If an acidic catalyst is required, then calcium carbonate can hardly be used as a filler.
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-i.-i.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß man Harnstoff-Formal dehyd-Voikondensate mit flüssigen Phenolharzen vermischen und dieses Gemisch mit einem basischen Katalysator in der Gegend von pH über 7 katalysieren kann und nicht einen sauren Katalysator wie bei unvermischten Harnstoff-Formaldehyd-Prepolymeren benötigt und man doch ein Produkt erhält, welches qualitativ absolut entspricht einem Produkt, welches nur aus Phenolharz aufgebaut worden ist. Dieses Gemisch läßt sich sowohl für die Haftschicht als auch für die zweite Bindeschicht anwenden. Durch die Anwendung für die zweite Bindeschicht wird auch die Neigung zum Verschmieren, insbesondere beim Schleifen von Holz, herabgesetzt.According to the invention it was found that urea formal Mix dehyd-Voikondensate with liquid phenolic resins and can catalyze this mixture with a basic catalyst in the region of pH above 7 and not an acidic one Catalyst as with unmixed urea-formaldehyde prepolymers and you still get a product that is qualitatively absolutely equivalent to a product that only consists of Phenolic resin has been built up. This mixture can be used both for the adhesive layer and for the second binding layer use. The use for the second tie layer also increases the tendency to smear, especially when sanding of wood, degraded.
Das Mischungsverhältnis von Harnstoff-Formaldehyd-und Phenolformaldehyd-Wkondensaten kann zwischen 10:90 und 90:10 Gew,-Teilen liegen. Die Härtezeit und -temperatur sind analog den üblichen Phenolharzen. Man kann Calciumcarbonat als Füllstoff für die Haftschicht und gegebenenfalls auch für die 2.Bindeschicht anwendenοThe mixing ratio of urea-formaldehyde and phenol-formaldehyde condensates can be between 10:90 and 90:10 parts by weight. The curing time and temperature are analogous to the common phenolic resins. Calcium carbonate can be used as a filler for the adhesive layer and, if necessary, also for the 2nd binding layer apply ο
Als Unterlage kann ein Gewebe oder ein Vliematerial wie aus Baumwolle oder Chemiefasern angewandt werden. Es eignet sich jedoch auch Papier und sogenannte vulkanisierte Fasern, aber auch offene, lockere Vlieseo A woven or non-woven material such as cotton or man-made fibers can be used as a base. However, paper and so-called vulcanized fibers are also suitable, but also open, loose fleeces or the like
Als Schleifkorn kann man übliche Produkte wie Schmelztonerde, ein geschmolzenes Gemisch von Tonerde und Zirkoniumdioxid, Siliciumcarbid, Granat, Schmiergel oder Flint anwenden. Das Schleifkorn hat im allgemeinen eine Körnung zwischen Sieb Nr. 16 und 600 (grit). Das Verhältnis von Harnstoff-Formaldehyd zu Phenolformaldehyd-B^epolymer ist bei feinerem Schleifkorn höher zu bemessen als bei gröberem Schleifkorn. Für ein Schleifkorn mit Körnungsnummer 50 (0,3 mm) kann man für die Bindeschicht ein Phenolharz verwenden. Für ein Schleifkorn unter 0,18 mm (grit 80) ist für die Bindeschicht ein Harnstoff-Formaldehydharz zweckmäßig·Common products such as fused alumina, a molten mixture of alumina and zirconium dioxide, Use silicon carbide, garnet, lubricating gel or flint. The abrasive grain generally has a grain size between sieves No. 16 and 600 (grit). The ratio of urea-formaldehyde to phenol-formaldehyde polymer is with finer abrasive grain to be dimensioned higher than with coarser abrasive grain. For an abrasive grain with grit number 50 (0.3 mm) you can use the Use a phenolic resin tie layer. For an abrasive grain below 0.18 mm (grit 80), a urea-formaldehyde resin is required for the binding layer functional
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Das erfindungsgemäße Gemisch der Prepolymeren hat einen pH-Wert von 7 bis 10o The mixture of prepolymers according to the invention has a pH of 7 to 10 o
Unterlage war ein Faservlies aus 75 Gewo-% Nylonstapelfasern, 38 mm Länge, 15 Denj und 25 % Polyesterstapelfasern gleicher Länge und Stärke. Gebunden war dieses Faservlies mit pigmentiertem melaminmodifiziertem ButadienstyroUatex; Bindemittelgehalt auf jeder Fläche des Vlieses 19g/m (1,3 lbs./ream) Trockengewicht. Der Fasergehalt der Unterlage betrug 60 g/m2; getrocknet und gehärtet wurde bei 1350C nach dem Bindemittelauftrag 1,5 min und dann nochmals 3 min nach Auftrag des zweiten Überzugs. Die Unterlage war etwa 9,5 mm dick und hatte ein Gewicht von 122 g/m2 (8,27 lbs./ream). Es ist offen, weich und grün gefärbt.Pad was a nonwoven fabric of 75 wt o -% nylon staple fibers, 38 mm length, 15 Denj and 25% polyester staple fibers of the same length and thickness. This fiber fleece was bound with pigmented melamine-modified butadiene styrene latex; Binder content on each face of the batt, 19 g / m (1.3 lbs./ream) dry weight. The fiber content of the base was 60 g / m 2 ; drying and curing took place at 135 ° C. after application of the binder, 1.5 minutes and then again 3 minutes after application of the second coating. The backing was approximately 9.5 mm thick and weighed 122 g / m 2 (8.27 lbs./ream). It's open, soft, and green in color.
Diese gebundene Matte wurde überzogen mit einer Aufschlämmung enthaltend 24,35 Teile Harnstoff-Formaldehyd-"\färkondensat (Trockengewicht), 14,45 Teile Phenylharz im Zustand A (Verhältnis Formaldehyd zu Phenol 2,1:1),.13,94 Teile Wasser, 0,49 Teile gelber Farbstoff, 0,5 Teile blauer Farbstoff, 1,5 Teile Wasser und 44,26 Teile Schleifkorn aus Aluminiumoxid mit einer Körnung von 44, /um„ Die Viskosität der Masse bei Raumtemperatur war 10 s in einem "5 Zahn Becher". Gesamtfeststoffgehalt 71,4 %, pH-Wert 7 bis 10o This bonded mat was coated with a slurry containing 24.35 parts of urea-formaldehyde condensate (dry weight), 14.45 parts of phenyl resin in condition A (ratio of formaldehyde to phenol 2.1: 1), 13.94 parts of water , 0.49 part of yellow dye, 0.5 part of blue dye, 1.5 parts of water and 44.26 parts of abrasive grain made of aluminum oxide with a grain size of 44 .mu.m Zahn Becher ". Total solids content 71.4%, pH value 7 to 10 o
Der Auftrag erfolgte mit zwei Auftragswalzen in einer Menge von 574 g/m (38,9 lbsc/ream)e Es wurde dann 6 min bei 345°CThe application was carried out with two application rollers in an amount of 574 g / m (38.9 lbs c / ream) e It was then 6 min at 345 ° C
gehärtete Das gehärtete Produkt hatte ein Gewicht von 528 g/m ·cured The cured product had a weight of 528 g / m
Dieses Produkt wurde nun für Bodenschleifmaschinen geprüft und festgestellt, daß nach dem "Schieffaschleiftest" eine Materialabnahme von 7,77 g erreicht wurde.This product has now been tested for floor grinding machines and found that after the "Schieffaschleiftest" a Material decrease of 7.77 g was achieved.
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Dieses Material eignet sich auch hervorragend als Topfreiber»This material is also ideal as a pot freer »
Ein Baumwollrohgewebe 2x1 Köpper, Garnnummer 76 χ 48, Schuß- und Kettzahlen 12rS/Baumwollkette.17fS/L Baumwollschuß, 237 g/m , wurde auf der Rückseite versehen mit einer Beschichtungsmasse von 51 % Leim (58 mp) und dieser Überzug getrocknet» Auftragsgewicht 29,5 g/m * Auf die getrocknete Unterlage wurde auf der Vorderseite eine Masse aufgetragen, die 76 % 123,75 kg nolformaldehydharz 90 kg Calciumcarbonat und 13,5 kg Wasser enthielt« Diese Masse hatte bei 260C eine Viskosität von 2100 cP. Sie wurde aufgetragen und zwar auf ein Trockengewicht von 93 g/m *A cotton raw fabric 2x1 twill, yarn number 76 χ 48, weft and warp numbers 12 r S / cotton warp. 17 f S / L cotton weft, 237 g / m, was provided on the back with a coating mass of 51 % glue (58 mp) and this coating dried "coating weight of 29.5 g / m * onto the dried pad mass was coated on the front side, the 76% 123.75 kg nolformaldehydharz 90 kg of calcium carbonate and containing 13.5 kg of water" This composition was at 26 0 C a Viscosity of 2100 cP. It was applied to a dry weight of 93 g / m *
Durch Walzauftrag wurde nun die erste Bindeschicht aufgetragen und zwar in Form eines Gemisches von basisch katalysierten Phenolformaldehydharzen, wobei das eine ein Formaldehyd zu Phenol-Verhältnis von 2,08 und das zweite von 0,95 hatte. Dieses basische Gemisch (pH über 7) wurde gemischt mit einem Harnstoff-Formaldehyd -Kondensatund Calciumcarbonat-Füllstoff. Das Gewicht dieser Komponenten war 3,33 kg erstes Phenolharz, 1,44 kg zweites Phenolharz und 3,7 kg Harnstoff-Formaldehydharz. Der Füllstoffanteil betrug 9,63 kg. Der pH-Wert der Masse lag zwischen 7 und 10 und die Viskosität war bei 380C 6300 cP.The first binding layer was then applied by roller application in the form of a mixture of base-catalyzed phenol-formaldehyde resins, one having a formaldehyde to phenol ratio of 2.08 and the second of 0.95. This basic mixture (pH above 7) was mixed with a urea-formaldehyde condensate and calcium carbonate filler. The weight of these components was 3.33 kg of the first phenolic resin, 1.44 kg of the second phenolic resin, and 3.7 kg of urea-formaldehyde resin. The filler content was 9.63 kg. The pH of the mass was between 7 and 10 and the viscosity was at 38 ° C. 6300 cP.
Diese Auftragsmasse wurde in einer Menge von 310 kg/m aufgetragen und anschließend in zwei Stufen Schleifkorn, Körnung 0,3 mm, aufgetragen und zwar in der ersten Stufe 283 g/mThis application mass was applied in an amount of 310 kg / m 2 and then in two stages abrasive grain, grain size 0.3 mm, applied in the first stage 283 g / m 2
2
und in der zweiten 307 g/m . Der erste Auftrag erfolgie durch
Besanden und der zweite durch elektrische Aufbringung. Dann
wurde das ganze getrocknet und bei 77°C 25 min, bei 870C
25 min und bei 108°C 57 min gehärtet.2
and in the second 307 g / m. The first application is done by sanding and the second by electrical application. Then, the whole dried and at 77 ° C was 25 min, hardened min at 87 0 C and 25 min at 108 ° C 57th
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Nun wurde eine ähnliche wie die erste Bindeschicht aufgetragen, jedoch ohne dem Harnstoff-Formaldehydharz. Das Phenolformaldehydkondensat hatte ein Verhältnis von 2,08 und wurde aufgetragen in einer Menge von 12,9 kg bzw. ein Verhältnis von 0,95 und wurde aufgetragen in einer Menge von 5,5 kgj der Anteil an Calciumcarbonat mit einem mittleren Durchmesser von 15 /um war 22,18 kg und der Wasseranteil 4,36 kg. Die Viskosität dieser zweiten Schicht war bei 38°C 550 cP„ Der Auftrag erfolgtiim allgemeinen durch einen geübten Arbeiter, so daß nicht vollständig gebundendes Korn wenigstens durch die zweite Bindemittelschicht einwandfrei haftete Die Auftragsmenge ist in diesem Fall etwa 236 g/m .Now a similar layer was applied as the first binding layer, but without the urea-formaldehyde resin. The phenol-formaldehyde condensate had a ratio of 2.08 and was applied in an amount of 12.9 kg or ratio of 0.95 and was applied in an amount of 5.5 kgj the proportion of calcium carbonate with a mean diameter of 15 / µm was 22.18 kg and the water content was 4.36 kg. The viscosity of this second layer was 550 cP at 38 ° C is generally done by a skilled worker so that Grain that was not completely bound adhered properly at least through the second layer of binder in this case is about 236 g / m.
Das Trocknen und Härten geschah in 25 min bei 52°C, 25 min bei 57°C, 13 min bei 83°C, 25 min bei 87°C, 15 min bei 1070C und 8 h bei 1100C.The drying and curing occurred in 25 min at 52 ° C, 25 min at 57 ° C, 13 min at 83 ° C, 25 min at 87 ° C, 15 min at 107 0 C and 8 h at 110 0 C.
Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurden verschiedene Nachbehandlungen vorgenommen, um das Verhalten gegen Einrollen zu beeinflussen. Dieses Produkt wurde nun auf einer Bankschleifmaschine auf ein Kornausbrechen geprüft. Es zeigte sich, daß bis zum Kornausbruch man mit dem erfindungsgemäß hergestellten Schleifband 5,25 min und mit einem Vergleichsmaterial nur 3,87 min arbeiten konnteβ After cooling to room temperature, various aftertreatments were carried out in order to influence the behavior against curling. This product was then tested for grain chipping on a bench grinder. It was found that it was possible to work for 5.25 minutes with the grinding belt according to the invention and only 3.87 minutes with a comparison material until the grain broke β
Anstelle eine zweite Bindeschicht aus nur einem Phenolharz anzuwenden, kann man auch die Masse der ersten Bindeschicht jedoch ohne Schleifkorn und gegebenenfalls ohne Füllstoff mit Wasser auf eine Viskosität von 550 cP bei 38°C verdünnen.jFür die Erfindung brauchbare Phenolharze sind solche der Stufe A oder sogenannte Resole, das sind alkalisch katalysierte in einer Stufe erhaltene schmelzbare wärmehärtende Harze» Ein solches Harz wird beispielsweise hergestellt aus einerMasse von 43,07 kg Phenol, 66,93 kg Formaldehyd(44 %ig), 0,353 kg Natronlauge (Caustic Soda , 50 %ig), 28,5 kg Destillat^ Ausbeute 85 kg]·Instead of using a second binding layer made of only one phenolic resin, you can also use the bulk of the first binding layer but without abrasive grain and, if necessary, without filler, dilute with water to a viscosity of 550 cP at 38 ° C. jFor Phenolic resins which can be used in the invention are those of stage A or so-called resols, that is, alkali-catalyzed in Fusible thermosetting resins obtained at one stage »Such a resin is made of, for example, a mass of 43.07 kg of phenol, 66.93 kg of formaldehyde (44%), 0.353 kg Sodium hydroxide solution (Caustic Soda, 50%), 28.5 kg distillate ^ yield 85 kg]
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Phenol und anfänglich Formaldehyd 0,77 kg wurden in einen Behälter gegeben und gerührtc Es wurde Unterdruck angelegt (500 mm Ws) und die Beheizung des Behälters auf 165°C eingestellt ο Wenn die Temperatur der Masse 65°C erreichte, wurde die Beheizung abgedreht und Lauge zugesetzt. Der Unterdruck wurde angewandt, um die Temperatur immer auf 950C zu begrenzen. Bei Zugabe der Lauge steigt die Temperatur an. Wenn das rückfließende Sieden beginnt, wird unter Rühren langsam Formaldehyd zugegeben und schließlich auf 0,4 kg/min gesteigerte Die Rückflußzeit wird berechnet ab Erreichen von 95°C und soll 20 min betragen» Es wird dann wieder Vakuum angelegt, um die Temperatur auf 85°Czu bringen,, Die Masse wird bei dieser Temperatur so lange gehalten, bis die Viskosität bei 25°C 83 bis 85 cP beträgt» Dann wird zur Verringerung der Temperatur Vakuum angelegt. Sobald dieses erreicht ist, beginnt die Entwässerung bei einer Manteltemperatur von 2050C. Dann wird im Vakuum unter Kühlung von außen abgekühlt.Phenol and initially formaldehyde 0.77 kg were placed in a container and stirred c Negative pressure was applied (500 mm water column) and the heating of the container was set to 165 ° C. When the temperature of the mass reached 65 ° C, the heating was turned off and lye added. The vacuum was applied to reduce the temperature always be limited to 95 0 C. When the lye is added, the temperature rises. When refluxing begins, formaldehyde is slowly added with stirring and finally increased to 0.4 kg / min. The reflux time is calculated from reaching 95 ° C and should be 20 min ° C, the mass is kept at this temperature until the viscosity at 25 ° C is 83 to 85 cP »Then a vacuum is applied to reduce the temperature. As soon as this has been achieved, the dehydration begins at a jacket temperature of 205 ° C. It is then cooled in vacuo with external cooling.
Das erhaltene Produkt hat einen Feststoffgehalt von 71 bis 76 %, eine Viskosität von 2500 bis 6000 CP, eine Wassertoleranz von 600 bis 1100 % und einen pH-Wert von 8,7 bis 9.The product obtained has a solids content of 71 to 76%, a viscosity of 2500 to 6000 CP, a water tolerance of 600 to 1100 % and a pH of 8.7 to 9.
Als Harnstoff-Formaldehydharze kann man übliche säurekatalysierte schmelzbare Reaktionsprodukte von Harnstoff und Formaldehyd anwenden«The usual acid-catalyzed resins can be used as urea-formaldehyde resins use fusible reaction products of urea and formaldehyde «
Ebenso sind übliche Phenolharze (alkalisch katalysiert) in der Α-Stufe" geeignet j wie solche des Bisphenols.Conventional phenolic resins (with alkaline catalysis) are also suitable in the Α stage, such as those of bisphenol.
Die Harnstoff-Formaldehydharze können modifiziert sein, z.B. furfurylierte Harze.wie sie im Handel erhältlich sind.The urea-formaldehyde resins can be modified, e.g. furfurylated resins as are commercially available.
Die Herstellung eines brauchbaren Harnstoff-Formaldehyds geschieht in folgender Weise:A usable urea-formaldehyde is produced in the following way:
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Zu 50 g Formalin (37 % Formaldehyd) wurden 18O6 g Harnstoff zugesetzt. Der pH-Wert wurde von anfänglich 4,8 auf 8,2 mit Natronlauge eingestellt. Es wurde 2 h unter Rückfluß erwärmt und dann 16 cm Wasser bei Atmosphärendruck in 25 min abdestilliert. Der pH-Wert,der auf 6,95 abgesunken war, wurde wieder mit Natronlauge auf 7,6 gebracht,, 18 O 6 g of urea were added to 50 g of formalin (37% formaldehyde). The pH was adjusted from an initial 4.8 to 8.2 with sodium hydroxide solution. It was heated under reflux for 2 h and then 16 cm of water was distilled off at atmospheric pressure in 25 min. The pH, which had dropped to 6.95, was brought back to 7.6 with sodium hydroxide solution.
Obwohl dieses Prepolymer, wenn es alleine angewandt wird, mit einer Säure katalysiert wird (US-PS 2 983 593) und obwohl bekannt ist, daß Resole mit einer Säure oder Base katalysiert werden können, so stellt es doch einen wesentlichen Punkt der Erfindung dar, daß das erfindungsgemäß angewandte Gemisch mit einer Lauge katalysiert werden kann« Es ist daher nicht erforderlich, ein saures Milieu zu haben, wenn man als Füllstoff z.B. Calciumcarbonat anwenden will.Although this prepolymer, when used alone, is acid catalyzed (US Pat. No. 2,983,593) and although it is known that resoles can be catalyzed with an acid or base, but it is an essential one Point of the invention that the inventively applied Mixture with an alkali can be catalyzed «It is therefore not necessary to have an acidic environment when one wants to use e.g. calcium carbonate as a filler.
Wie oben bereits darauf hingewiesen, kann man ganz allgemein gesprochen, einen pH-Wert zwischen 7 und 10 in Erwägung ziehen. Für die Holzbearbeitung wird vorgezogen, daß zumindest die zweite Bindeschicht ein Gemisch von Harnstoff-Formaldehyd- und Phenolformaldehydharz ist und zwar wegen der Tendenz des Verschmierens beim Schleifen von Holz, wenn nur Harnstoff-Formaldehydharz die Bindung bewirkt.Für das Schleifen mit grobem Korn wendet man höhere Verhältnisse von Phenolharzen zu Harnstoffharzen an. Im Hinblick auf optimale Festigkeit und geringsten Kornausbruch ist es wünschenswert, daß die zweite Bindeschicht nur Phenolharz enthält oder in der Hauptsache PhenolharzeAs already pointed out above, in general terms, a pH value between 7 and 10 can be considered. For woodworking, it is preferred that at least the second binding layer be a mixture of urea-formaldehyde and phenol-formaldehyde resin because of the tendency to smear when sanding wood, if only urea-formaldehyde resin For grinding with coarse grain, higher proportions of phenolic resins are used to urea resins. With a view to optimum strength and minimal grain breakout, it is desirable that the second binding layer contains only phenolic resin or in the main Phenolic resins
Patentanspruch: Claim :
709828/0671709828/0671
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| DE2659029A1 true DE2659029A1 (en) | 1977-07-14 |
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Family Applications (1)
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